Реферати

Реферат: Азот

Ринок вторинного житла. Вихідні дані про продаж квартир на вторинному ринку житла досліджуваного регіону, етапи перебування на даній основі парної регресії, рівняння лінійної регресії, вибіркової дисперсії і ковариації. Визначення середньої вартості квартири, її варіації.

Розрахунок річної вартості капітального ремонту верстата 2А135. Зміст і значення системи ППР у підвищенні ефективності виробництва. Вибір і обґрунтування організації ремонту устаткування на підприємстві, складання кошторису-специфікації. Розрахунок річної трудомісткості ремонтних робіт, чисельності і складу бригади.

Аналіз і діагностика ефективності використання оборотних коштів підприємства (на прикладі Філії ОАО "Белаз"). Мети, задачі й інформаційні джерела аналізу оборотного капіталу. Визначення потреби підприємства в оборотних активах. Джерела інформації для аналізу оборотності оборотних коштів. Організаційно-економічна характеристика ОАО "Белаз".

Особливості мережної літератури. Історія появи постмодерністського жанру в літературі - сетератури; її принципові відмінності від традиційних форм художньої інформації. Характеристика віртуальної особистості, блога, електронної бібліотеки як інноваційних літературних жанрів.

Стильові напрямки XVIII в.: рококо, класицизм, сентименталізм. Загальна характеристика і характерні риси культури Нового часу й Освіти. Рококо як художній стиль епохи Нового Часу. Класицизм у художній культурі XIII-XIX століть. Сентименталізм: художники, поети, основні добутки.

Зміст:

Історична довідка

Поширеність в природі

Атом і молекула

Фізичні і хімічні властивості

Отримання і застосування

Азотна кислота

Окислювальні властивості азотної кислоти

Нітрат

Промислове отримання азотної кислоти

10. Кругообіг азоту в природі

Відбувається від грецького слова azoos - млявий, по-латині Nitrogenium. Хімічний знак елемента - N. Азот - хімічний елемент V групи періодичної системи Менделеєва, порядковий номер 7, відносна атомна маса 14,0067; безбарвний газ, що не має запаху і смаку.

1. Історична довідка. З'єднання азоту - селітра, азотна кислота, аміак - були відомі задовго до отримання азоту у вільному стані. У 1772 р. Д. Резерфорд, спалюючи фосфор і інші речовини в скляному дзвоні, показав, що газ, що залишається після згоряння, названий ним “ задушливим повітрям”, не підтримує дихання і горіння. У 1787 році А. Лавуазье встановив, що “ життєвий” і “ задушливий” гази, вхідні до складу повітря, це прості речовини, і запропонував назву “ азот”. У 1784 р. Г. Кавендіш показав, що азот входить до складу селітри; звідси і відбувається латинська назва азоту (від позднелатинского nitrum - селітра і грецький gennao - народжую, проводжу), запропонована в 1790 році Ж. А. Шапталем. До початку ХIX в. були з'ясовані хімічна інтертність азоту у вільному стані і виняткова роль його в з'єднаннях з іншими елементами як пов'язаний азот.

2. Распространяемость в природі. Азот - один з самих поширених елементів на Землі, причому основна його маса (біля 4*1015т.) зосереджена у вільному стані в атмосфері. У повітрі вільний азот (у вигляді молекул N2) становить 78,09% по об'єму ( або 75,6% по масі ), не вважаючи незначних домішок його у вигляді аміаку і оксидів. Середній зміст азоту в литосфере 1,9*10-3% по масі. Природні з'єднання азоту - хлористий амоній NH4CI і різний нітрат. Великі скупчення селітри характерні для сухого пустинного клімату (Чілі, Середня Азія ). Довгий час селітри були головним постачальником азоту для промисловості (зараз основне значення для скріплення азоту має промисловий синтез аміаку з азоту повітря і водня). Невеликі кількості пов'язаного азоту знаходяться в кам'яному вугіллі (1 - 2,5%) і нафті (0,02 - 1,5%), а також у водах рік, морів і океанів. Азот нагромаджується в грунтах (0,1%) і в живих організмах (0,3%).

Хоч назва “ азот” означає “ не підтримуючий життя”, насправді це - необхідний для життєдіяльності елемент. У білці тварин і людини міститься 16 - 17% азоти. У організмах м'ясоїдних тваринних білок утвориться за рахунок споживаних білкових речовин, що є в організмах травоїдних тварин і в рослинах. Рослини синтезують білок, засвоюючи азотисті речовини, що містяться в грунті, головним чином неорганічні. Значні кількості азоту поступають в грунт завдяки азотфиксирующим мікроорганізмам, здатним переводити вільний азот повітря в з'єднання азоту.

У природі здійснюється кругообіг азоту, головну роль в якому грають мікроорганізми - нитрофицирующие, денитрофицирующие, азотфиксирующие і інш. Однак внаслідок видобування з грунту рослинами величезної кількості пов'язаного азоту (особливо при інтенсивному землеробстві ) грунту виявляються збідненими. Дефіцит азоту характерний для землеробства майже всіх країн, спостерігається дефіцит азоту і в тваринництві (“ білкове голодування” ). На грунтах, бідних доступним азотом, рослини погано розвиваються. Господарська діяльність людини порушує кругообіг азоту. Так, спалення палива збагачує атмосферу азотом, а заводи, виробляючі добрива, зв'язують азот з повітря. Транспортування добрив і продуктів сільського господарства

перерозподіляє азот на поверхні землі.

Азот - четвертий по поширеності елемент Сонячної системи (після водня, гелію і кисня).

3. Атом і молекула. Зовнішня електронна оболонка атома азоту складається з 5 електронів (однієї неподіленої пари і трьох неспарених - конфігурація 2s22p3). Частіше за все азот в з'єднаннях 3-ковалентен за рахунок неспарених електронів (як в аміаку NH3). Наявність неподіленої пари електронів може приводити до утворення ще одного ковалентной зв'язку, і азот стає 4-ковалентним (як в іоні амоній NH4+). Міри окислення азоту міняються від +5 (в N2O5) до -3 (в NH3). У звичайних умовах у вільному стані азот утворить молекулу N2, де атоми азоту пов'язані трьома ковалентними зв'язками. Молекула азоту дуже стійка: енергія диссоциації її на атоми становить 942,9 кдж/моль, тому навіть при температурі 33000С міра диссоциації азоту складає лише біля 0,1%.

4. Фізичні і хімічні властивості. Азот трохи легше за повітря; густина 1,2506 кг/м3(при 00С і 101325 н/м2или 760 мм. рт. ст. ), tпл-209,860З, tкип-195,80С. Азот сжижается насилу: його критична температура досить низька (-147,10 З), а критичний тиск високий 3,39 Мн/м2(34,6 кгс/см2); густина рідкого азоту 808 кг/м3. У воді азот менш розчинимо, ніж кисень: при 00С в 1 м3H2O розчиняється 23,3 г азоти. Краще, ніж у воді, азот розчинимо в деяких углеводородах.

Тільки з такими активними металами, як літій, кальцій, магній, азот взаємодіє при нагріванні до порівняно невисоких температур. З більшістю інших елементів азот реагує при високій температурі і в присутності каталізаторів. Добре вивчені з'єднання азоту з киснем N2O, NO, N2O3, NO2и N2O5. З них при безпосередній взаємодії елементів ( 40000С) утвориться окисел NO, який при охолоджуванні легко окислюється далі до двоокису NO2. У повітрі оксиди азоту утворяться при атмосферних розрядах. Їх можна отримати також дією на суміш азоту з киснем іонізуючих випромінювань. При розчиненні у воді азотистого N2O3и азотного N2O5ангидридов відповідно виходять азотиста кислота НNO2і азотна кислота НNO3, створюючі солі - нитрити і нітрат. З воднем азот сполучається тільки при високій температурі і в присутності каталізаторів, при цьому утвориться аміак NH3. Крім аміаку, відомі і інші численні з'єднання азоту з воднем, наприклад гидразин H2N-NH2, диимид HN-NH, азотистоводородная кислота HN3(H-N=N=N), октазон N8H14и інш.; більшість з'єднань азоту з воднем виділена тільки у вигляді органічних похідних. З галогенами азот безпосередньо не взаємодіє, тому все галогениди азоту отримують непрямим шляхом, наприклад фтористий азот NF3- при взаємодії фтору з аміаком. Як правило, галогениди азоту - малостойкие з'єднання (за винятком NF3); більш стійкі оксигалогениди азоту - NOF, NOCI, NOBr, NO2F і NO2CI. З сіркою також не відбувається безпосереднього з'єднання азоту; азотиста сірка N4S4получается внаслідок реакції рідкої сірки з аміаком. При взаємодії розжареного коксу з азотом утвориться ціан (СN)2. Нагріванням азоту з ацетиленом С2Н2до 15000С може бути отриманий ціанистий водень HCN. Взаємодія азоту з металами при високих температурах приводить до освіти нитридов (наприклад, Mg3N2).

При дії на звичайний азот електричних розрядів або при розкладанні нитридов бора, титана, магнію і кальцію, а також при електричних розрядах в повітрі може утворитися активний азот, що являє собою суміш молекул і атомів азоту, що володіють підвищеним запасом енергії. На відміну від молекулярного, активний азот вельми енергійно взаємодіє з киснем, воднем, парами сірки, фосфором і деякими металами.

Азот входить до складу дуже багатьох найважливіших органічних сполук (амини, амінокислоти, нитросоединения і інш.).

5. Отримання і застосування. У лабораторії азот легко може бути отриманий при нагріванні концентрованого нитрита амоній: NH4NO2N2+ 2H2O. Технічний спосіб отримання азоту заснований на розділенні заздалегідь сжиженного повітря, яке потім зазнає разгонке.

Основна частина вільного азоту, що добувається використовується для промислового виробництва аміаку, який потім в значних кількостях переробляється на азотну кислоту, добрива, вибухові речовини і т. д. Крім прямого синтезу аміаку з елементів, промислове значення для скріплення азоту повітря має розроблений в 1905 цианамидний метод, заснований на тому, що при 10000С карбід кальцію (що отримується розжарюванням суміші звістці вугілля в електричній печі) реагує з вільним азотом: CaC2+ N2CaCN2+ C. Образующийся цианамид кальцію при дії перегрітої водяної пари розкладається з виділенням аміаку: CaCN2+ 3H2OCaCO3+ 2NH3.

Вільний азот застосовують в багатьох галузях промисловості: як інертну середу при різноманітних хімічних і металургійних процесах, для заповнення вільного простору в ртутних термометрах, при перекачке горючих рідин і т. д. Рідкий азот знаходить застосування в різних холодильних установках. Його зберігають і транспортують в стальних судинах Дьюара, газоподібний азот в стислому вигляді - в балонах. Широко застосовують багато які з'єднання азоту. Виробництво пов'язаного азоту стало посилено розвиватися після 1-й світової війни і зараз досягло величезних масштабів.

6. Азотна кислота. Чиста азотна кислота HNO-безбарвна рідина густиною 1,51 г/см при - 42 °З що застигає в прозору кристалічну масу. На повітрі вона, подібно концентрованій соляній кислоті, «димить», оскільки пари її утворять з ' вологою повітря дрібні капельки туману,

Азотна кислота не відрізняється міцністю, Вже під впливом світла вона поступово розкладається:

Чим вище температура і чим концентрированнее кислота, тим швидше йде розкладання. Диоксид азоту, що Виділяється розчиняється в кислоті і додає їй буре забарвлення.

Азотна кислота належить до числа найбільш сильних кислот; в розбавлених розчинах вона повністю розпадається на іони Н і- NO.

7. Окислювальні властивості азотної кислоти. Характерною властивістю азотної кислоти є її яскраво виражена окислювальна здатність. Азотна кислота-один з найенергійніших окислювачів. Багато які неметали легко окислюються нею, перетворюючись у відповідні кислоти. Так, сірка при кипяченії з азотною кислотою поступово окислюється в сірчану кислоту, фосфор - в фосфорну. Тліюча вуглинка, занурена в концентровану HNO, яскраво розгорається.

Азотна кислота діє майже на всі метали (за винятком золота, платини, тантала, родію, іридію), перетворюючи їх в нітрат, а деякі метали-в оксиди.

Концентрована HNO пассивирует деякі метали. Ще Ломоносов відкрив, що залізо, що легко розчиняється в розбавленій азотній кислоті, не розчиняється в холодної концентрованої HNO. Пізніше було встановлено, що аналогічну дію азотна кислота надає на хром і алюміній. Ці метали переходять під дією концентрованої азотної кислоти в пасивний стан.

Міра окисленности азоту в азотній кислоті рівна 4-5. Виступаючи як окислювач, НNО може відновлюватися до різних продуктів:

Яке з цих речовин утвориться, т. е. наскільки глибоко відновлюється азотна кислота в тому або інакшому випадку, залежить від природи відновника і від умов реакції, передусім від концентрації кислоти. Чим вище за концентрацію HNO, тим менш глибоко вона відновлюється. При реакціях з концентрованою кислотою частіше за все виділяється. При взаємодії розбавленої азотної кислоти з малоактивними металами, наприклад, з міддю, виделяетсяNO. У разі більш активних металів - заліза, цинку, - утвориться. Сильно розбавлена азотна кислота взаємодіє з активними металами---цинком, магнієм, алюмінієм-з утворенням іона амоній, що дає з кислотою нітрат амоній. Звичайно одночасно утворяться декілька продуктів.

Для ілюстрації приведемо схеми реакцій окислення деяких металів азотною кислотою;

При дії азотної кислоти на метали водень, як правило, не виділяється.

При окисленні неметалів концентрована азотна кислота, як і у разі металів, відновлюється до, наприклад

Більш розбавлена кислота звичайно відновлюється до NO, наприклад:

Приведені схеми ілюструють найбільш типові випадки взаємодії азотної кислоти з металами і неметалами. Взагалі ж, окислювально-відбудовні реакції, що йдуть з участю, протікають складно.

Суміш, що складається з 1 об'єму азотної і 3-4 об'ємів концентрованої соляної кислоти, називаетсяцарской горілкою. Царська горілка розчиняє деякі метали, не взаємодіючі з азотною кислотою, в тому числі і «царя металів»-золото. Дія її пояснюється тим, що азотна кислота окисляє соляну з виділенням вільного хлора і образованиемхлороксида азоту (III), илихлорида нитрозила,:

Хлорид нитрозила є проміжним продуктом реакції і розкладається:

Хлор в момент виділення складається з атомів, що і зумовлює високу окислювальну здатність царської горілки. Реакції окислення золота і платини протікають в основному згідно з наступними рівняннями.

З лишком соляної кислоти хлорид золота (III) і хлоридом платини (IV) утворять комплексні з'єднання

На багато які органічні речовини азотна кислота діє так, що один або декілька атомів водня в молекулі органічної сполуки заміняються нитрогруппами. Цей процес називається нитрованием і має велике значення в органічній хімії.

Азотна кислота - одна з найважливіших з'єднань азоту: у великих кількостях вона витрачається у виробництві, азотних добрив, вибухових речовин і органічних барвників, служить окислювачем в багатьох хімічних процесах, використовується у виробництві сірчаної кислоти за нитрозному способом, застосовується для виготовлення целюлозних лаків, кіноплівки.

7. Нітрат. Солі азотної кислоти називаються нітратом. Всі вони добре розчиняються у воді, а при нагріванні розкладаються з виділенням кисня. При цьому нітрат найбільш активних металів переходить в нитрити:

Нітрат більшості інших металів при нагріванні розпадається на оксид металу, кисень і диоксид азоту. Наприклад:

Нарешті, нітрат найменше активних металів (наприклад, срібла, золота) розкладається при нагріванні до вільного металу:

Легко отщепляя кисень, нітрат при високій температурі є енергійними окислювачами. Їх водні розчини, навпаки, майже не виявляють окислювальних властивостей.

Найбільш важливе значення має нітрат натрію, калію, амоній і кальцію, які на практиці називаються селітрами.

Нітрат натрияилинатриевая селітра, іноді звана такжечилийской селітрою, зустрічається вбольшом кількості в природі тільки в Чілі.

Нітрат калію, иликалийная селітра, в невеликих кількостях також зустрічається в природі, але головним чином виходить штучно при взаємодії нітрату натрію з хлоридом калію.

Обидві ці солі використовуються як добрива, причому нітрат калію містить два необхідних рослинам елемента: азот і калій. Нітрат натрію і калію застосовується також при стекловаренії і в харчовій промисловості для консервування продуктів.

Нітрат кальцияиликальциевая селітра, виходить у великих кількостях нейтралізацією азотної кислоти вапном; застосовується як добриво.

8. Промислове отримання азотної кислоти. Сучасні промислові способи отримання азотної кислоти засновані на каталітичному окисленні аміаку киснем повітря. При« описі властивостей аміаку було вказано, що він горить в кисні, причому продуктами реакції є вода і вільний азот. Але в присутності каталізаторів - окислення аміаку киснем може протікати інакше. Якщо пропускати суміш аміаку з повітрям над каталізатором, то при 750 °З і певному складі суміші відбувається майже повне перетворення

що Утворювався легко переходить в, який з водою в присутності кисня повітря дає азотну кислоту.

Як каталізатори при окисленні аміаку використовують сплави на основі платини.

Азотна кислота, що Отримується окисленням аміаку має концентрацію, що не перевищує 60%. При необхідності її концентрують,

Промисловістю випускається розбавлена азотна кислота концентрацією 55, 47 і 45%, а концентрована-98 і 97%, Концентровану кислоту перевозять в алюмінієвих цистернах, розбавлену - в цистернах з кислототривкої сталі.

9. Кругообіг азоту в природі. При гнитті органічних речовин значна частина азоту, що міститься в них перетворюється в аміак, який під впливом мешкаючих в грунті нитрифицирующих бактерій окислюється потім в азотну кислоту. Остання, вступаючи в реакцію з тими, що знаходяться в грунті карбонатами, наприклад з карбонатом кальцію, утворить нітрат:

Деяка ж частина азоту завжди виділяється при гнитті у вільному вигляді в атмосферу. Вільний азот виділяється також при горінні органічних речовин, при спаленні дрів, кам'яного вугілля, торфу. Крім того, існують бактерії, які при недостатньому доступі повітря можуть віднімати кисень від нітрату, руйнуючи їх з виділенням вільного азоту. Діяльність цих денитрифицирующих бактерій приводить до того, що частина азоту з доступної для зелених рослин форми (нітрат) переходить в недоступну (вільний азот). Таким чином, далеко не весь азот, що входив до складу загиблих рослин, повертається зворотно в грунт; частина його поступово виділяється у вільному вигляді.

Безперервний спад мінеральних азотних з'єднань давно повинен була б привести до повного припинення життя на Землі, якби в природі не існували процеси, що відшкодовують втрати азоту. До таких процесів відносяться передусім електричні розряди, що відбуваються в атмосфері, при яких завжди утвориться деяка кількість оксидов азоту; останні з водою дають азотну кислоту, що перетворюється в грунті в нітрат. 'Іншим джерелом поповнення азотних з'єднань грунту є життєдіяльність так званих азотобактерий, здатних засвоювати атмосферний азот. Деякі з цих бактерій поселяються на корінні рослин з сімейства бобових, спричиняючи утворення характерного здуття - «клубеньков», чому вони і отримали назву клубенькових бактерій. Засвоюючи атмосферний азот, клубеньковие бактерії переробляють його в азотні з'єднання, а рослини, в свою чергу, перетворюють останні в білки і інші складні речовини.

Таким чином, в природі здійснюється безперервний кругообіг азоту. Однак щорічно з урожаєм з полів забираються найбільш багаті білками частини рослин, наприклад зерно. Тому в грунт необхідно вносити добрива, що відшкодовують спад в ній найважливіших елементів живлення рослин.

Вивчення питань живлення рослин і підвищення врожайності останніх шляхом застосування добрив є предметом спеціальної галузі хімія, що отримала назву агрохимії.

Життя і творчість Азоту.

Жил-бил нікому не відомий хімічний елемент. Ніхто навіть не знав, як його кличуть. Одного разу Д. Резерфорд, спалюючи фосфор і інші речовини, побачив, що в колбі залишається якийсь “ задушливе повітря” не підтримуючий дихання і горіння. У 1790 році добрий дядько Шапталь вигадав ім'я цій речовині - Азот.

Отримавши назву, Азот, став самим поширеним на Землі. Він виліз в литосферу, атмосферу. Отримавши величезну популярність, Азот став понтоваться у себе в V групі. І ставши самим крутим, він вирішив завоювати все Менделеєвку, але нічого у нього не вийшло. Перші п'ять груп він завоював, а інші не вийшло. Що Розчарували в своїх силах Азот вирішив пожити спокійно і завести собі подругу. Довго він вибирав супутниця життя, тому що вибирав по багатьох критеріях: щоб була так само сильно поширена, як і він; щоб мала таке ж важливе значення для життя людей; щоб була такою ж сильною, а можна навіть сильніше. І зупинив він свій вибір на Кисні, яку в народі кликали Кисла. Вибрати те вибрав, але у Кислої тож був друг, посильний за Азот - Ваван-водень. І вирішив тоді Азот за допомогою свого кореша Міхи-Блискавки зустрітися з Кислою. Домовившись на перший дощовий день, Азот став чекати зустріч з Кислою. І нарешті цей день наступив. І ось летять два корефана Міха-блискавка і Азот. Побачив їх Вован і зрозумів, що летять до його коханої. Розсердився він і полетів до Кислої. Настиг він якраз вчасно. Але це його і погубило: спочатку він нічого не зрозумів. У голові його понеслося відразу ж багато думок: ” Де це я? Що зі мною? Чому я такий важкий і рідкий? Де Кисла?” Але згодом його голова прояснилася і він подумав: “ Напевне зі мною сталося те, про що розказувала Любов Миколаївна на уроках. Швидше усього я вступив в хімічну реукцию або як те так.” Але оскільки Вован погано вчив хімію він ніколи і не взнав, що став водою.

У цей час Азот і Кисла стали якими те нерозривними, рудими і повітряними. “ Лисячий хвіст,”- подумав Азот. “ Борода,”- подумала Кисла. Але дійти більш істотних висновків вони не встигли, лисячий хвіст сполучився з водою. І вийшла Азотна кислота.

Відтоді Вован, Азот і Кисла живуть дружною сім'єю. Вован з Азотом помірялися, а Кисла стала приділяти однакову кількість уваги, що Азоту, що Вовану.

Після декількох днів спокійного життя, умовив Азот Вована піти поваевать. Ну пішли він, стали одними з найсильніших миру цього, але був у них один недолік: боялися світла і побачивши його начанали трястися від страху і розкладатися.

Виконав:

Учень 9’ БИ’ класу

Белов Андрій.